JP7058488B2 - 電気化学素子用セパレータ - Google Patents
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Description
標準偏差= {(nΣX2-(ΣX)2)/n(n-1)}1/2
ホモポリプロピレン(融点:168℃)を芯成分とし、高密度ポリエチレン(融点:135℃)を鞘成分とする、引張り強さが6.5cN/dtexの高強度複合ポリオレフィン系接着繊維A(両端部を除いて高密度ポリエチレンが繊維表面を被覆、芯成分と鞘成分の体積比率=60:40、ヤング率:45cN/dtex、繊度:0.8dtex、繊維径:10μm、繊維切断長:5mm、比重:0.94g/cm3)を用意した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aを50mass%と、前記高強度ポリプロピレン単繊維30mass%と、前記ポリプロピレン極細繊維20mass%とを配合したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μm の一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aを55mass%と、前記高強度ポリプロピレン単繊維20mass% と、前記ポリプロピレン極細繊維25mass%とを配合したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aを75mass%と、前記ポリプロピレン極細繊維25mass%とを配合したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aを75mass%と、前記高強度ポリプロピレン単繊維10mass%と、前記ポリプロピレン極細繊維15mass%とを配合したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aを70mass%と、前記高強度ポリプロピレン単繊維30mass%とを配合したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維A に代わり、ポリプロピレン(融点:168℃)を芯成分とし、高密度ポリエチレン(融点:135℃)を鞘成分とする、引張り強さが6.5cN/dtexの高強度複合ポリオレフィン系接着繊維B(両端部を除いて高密度ポリエチレンが繊維表面を被覆、芯成分と鞘成分の体積比率=50:50、ヤング率:20cN/dtex、繊度:1.3dtex、繊維径:13μm、繊維切断長:5mm、比重:0.94g/cm3)を50mass%使用したこと以外は実施例2と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
前記高強度複合ポリオレフィン系接着繊維Aに代わり、ポリプロピレン(融点:1 6 8℃ ) を芯成分とし、高密度ポリエチレン(融点:135℃)を鞘成分とする、引張り強さが3.2cN/dtexの複合ポリオレフィン系接着繊維(両端部を除いて高密度ポリエチレンが繊維表面を被覆、芯成分と鞘成分の体積比率=60:40、ヤング率:20cN/dtex、繊度:0.8dtex、繊維径:10μm、繊維切断長:5mm、比重:0.94g/cm3)を60mass%使用したこと以外は実施例1と全く同様にして、目付が30g/m2で、厚さが70μmの一層構造であるセパレータを製造した。
以下の評価方法により、電気化学素子用セパレータの物性を評価した。
(ニードル式耐貫通力の測定)
円筒状貫通孔(内径:11mm)を有する支持台上に、円筒状貫通孔を覆うように各セパレータを1枚載置し、更に各セパレータ上に、円筒状貫通孔(内径:11mm) を有する固定材を、前記支持台の円筒状貫通孔の中心と一致するように載置して各セパレータを固定した後、各セパレータに対して、ハンディー圧縮試験機(カトーテック製、KES-G5)に取り付けられたニードル(先端部における曲率半径:0.5mm、直径:1mm、治具からの突出長さ:2cm)を、0.1cm/sの速度で垂直に突き刺し、ニードルが突き抜けるのに要する力を測定した。この測定を各セパレータとも10回ずつ行い、その算術平均値をニードル式耐貫通力とした。なお、ニードル式耐貫通力が大きいほど、電気化学素子の極板のバリがセパレータを突き抜けにくく、短絡が起こりにくいことを意味する。
各セパレータを各々重ねて合計約2mmの厚さとし、その一番上のセパレータに対して、ハンディー圧縮試験機(カトーテック製、KES-G5)に取り付けられたステンレス製ジグ(厚さ:0.5mm 、先端の刃先角度:60°)を、0.01cm/sの速度で垂直に突き刺し、一番上のセパレータを切断するのに要する力を測定した。この測定を各セパレータとも10回ずつ行い、その算術平均値をカッター式耐貫通力とした。なお、カッター式耐貫通力が大きいほど、電気化学素子の極板によってセパレータが切れにくく、短絡が起こりにくいことを意味する。
各セパレータを長さ方向5cm×幅方向5cmの正方形に切って試験片とした。試験片を加熱プレス機(株式会社井元製作所製)にセットし、温度120℃、圧力0.8kg/cm2の条件で1時間加熱加圧処理を行った。なお、この条件は非水系電解質を用いる電気化学素子を製造する際、電極とセパレータを積層させて、水を取り除くために乾燥させるときの条件に準じている。その後、各試験片の寸法を測定してセパレータの面積を算出し、以下の式によって熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)={(a0-a1)/a0}×100
a0:加熱加圧処理前の試験片の面積(cm2)
a1:加熱加圧処理後の試験片の面積(cm2)
この測定を各試験片とも3回ずつ行い、その算術平均値を熱収縮率とした。
Claims (6)
- 繊維表面に接着成分を備える引張り強さが4.5cN/dtex以上の高強度複合接着繊維と引張り強さが8.5cN/dtex以上の高強度ポリプロピレン単繊維と平均繊維径4μm以下の極細繊維を含む、不織布から構成された電気化学素子用セパレータであり、前記高強度ポリプロピレン単繊維を15mass%以上含んでおり、前記電気化学素子用セパレータを構成する繊維の平均繊維径が6μm以下であり、電気化学素子用セパレータ全体に占める、ポリエチレンの割合が24mass%以下であることを特徴とする、電気化学素子用セパレータ。
- 高強度複合接着繊維のヤング率が30cN/dtex以上であることを特徴とする、請求項1に記載の電気化学素子用セパレータ。
- 高強度ポリプロピレン単繊維のヤング率が80cN/dtex以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の電気化学素子用セパレータ。
- 高強度複合接着繊維を50mass%以上含んでいることを特徴とする、請求項1~ 3のいずれか1項に記載の電気化学素子用セパレータ。
- 最大孔径が20μm以下であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の電気化学素子用セパレータ。
- 高強度複合接着繊維がポリオレフィン系樹脂で構成されていることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の電気化学素子用セパレータ。
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